En óptica , el desenfoque es la aberración en la que una imagen simplemente está desenfocada . Esta aberración es familiar para cualquiera que haya utilizado una cámara fotográfica, una videocámara, un microscopio, un telescopio o unos binoculares. Ópticamente, el desenfoque se refiere a una traslación del enfoque a lo largo del eje óptico lejos de la superficie de detección. En general, el desenfoque reduce la nitidez y el contraste de la imagen . Lo que deberían ser bordes nítidos y de alto contraste en una escena se convierten en transiciones graduales. Los detalles finos de la escena se ven borrosos o incluso se vuelven invisibles. Casi todos los dispositivos ópticos de formación de imágenes incorporan algún tipo de ajuste de enfoque para minimizar el desenfoque y maximizar la calidad de la imagen.
El grado de borrosidad de la imagen para una determinada cantidad de cambio de enfoque depende inversamente del número f de la lente . Números f bajos, comof /1.4af /2.8, son muy sensibles al desenfoque y tienen profundidades de enfoque muy reducidas . Números f altos, en elf /16 af /32, son muy tolerantes al desenfoque y, en consecuencia, tienen grandes profundidades de enfoque. El caso limitante en el número f es la cámara estenopeica , que opera quizás af /100 af /1000, en cuyo caso todos los objetos están enfocados casi independientemente de su distancia desde la apertura estenopeica . El inconveniente por lograr esta profundidad de enfoque extrema es una iluminación muy tenue en la película o el sensor de imagen , una resolución limitada debido a la difracción y un tiempo de exposición muy largo , lo que introduce la posibilidad de degradación de la imagen debido al desenfoque del movimiento .
La cantidad de desenfoque permitido está relacionada con la resolución del medio de imagen. Un chip o película de imágenes de menor resolución es más tolerante al desenfoque y otras aberraciones. Para aprovechar al máximo un medio de mayor resolución, se deben minimizar el desenfoque y otras aberraciones.
El desenfoque se modela en formato polinómico de Zernike como , donde es el coeficiente de desenfoque en longitudes de onda de luz. Esto corresponde a la diferencia de camino óptico en forma de parábola entre dos frentes de onda esféricos que son tangentes en sus vértices y tienen diferentes radios de curvatura .
Para algunas aplicaciones, como la microscopía electrónica de contraste de fases , las imágenes desenfocadas pueden contener información útil. Se pueden utilizar múltiples imágenes grabadas con varios valores de desenfoque para examinar cómo varía la intensidad de la onda del electrón en el espacio tridimensional y, a partir de esta información, se puede inferir la fase de la onda. Ésta es la base de la recuperación de fase no interferométrica . Ejemplos de algoritmos de recuperación de fase que utilizan imágenes desenfocadas incluyen el algoritmo de Gerchberg-Saxton y varios métodos basados en la ecuación de transporte de intensidad .
En una conversación informal, el término desenfoque se puede utilizar para describir cualquier reducción de la visión. Sin embargo, en un entorno clínico, visión borrosa significa la experiencia subjetiva o percepción de desenfoque óptico dentro del ojo , llamado error refractivo . El desenfoque puede aparecer de forma diferente según la cantidad y el tipo de error de refracción. Los siguientes son algunos ejemplos de imágenes borrosas que pueden resultar de errores de refracción:
El grado de visión borrosa se puede evaluar midiendo la agudeza visual con una tabla optométrica . La visión borrosa a menudo se corrige enfocando la luz en la retina con lentes correctivos . Estas correcciones a veces tienen efectos no deseados que incluyen ampliación o reducción, distorsión, franjas de color y percepción alterada de la profundidad. Durante un examen de la vista, se mide la agudeza del paciente sin corrección, con su corrección actual y después de la refracción . Esto permite al optometrista u oftalmólogo ("oftalmólogo") determinar en qué medida los errores de refracción influyen en la limitación de la calidad de la visión del paciente. Una agudeza Snellen de 6/6 o 20/20, o como valor decimal 1,0, se considera una visión aguda para un ser humano promedio (los adultos jóvenes pueden tener casi el doble de ese valor). Una agudeza mejor corregida inferior a esa es una indicación de que existe otra limitación de la visión más allá de la corrección del error refractivo.
El desenfoque óptico puede deberse a lentes correctoras incorrectas o a una acomodación insuficiente , como por ejemplo en la presbicia del ojo envejecido. Como se dijo anteriormente, los rayos de luz provenientes de una fuente puntual no se enfocan en un solo punto de la retina, sino que se distribuyen en un pequeño disco de luz, llamado disco borroso . Su tamaño depende del tamaño de la pupila y de la cantidad de desenfoque, y se calcula mediante la ecuación
( d = diámetro en grados de ángulo visual, p = tamaño de pupila en mm, D = desenfoque en dioptrías). [1]
En la teoría de sistemas lineales , la imagen puntual (es decir, el disco borroso) se denomina función de dispersión puntual (PSF). La imagen de la retina viene dada por la convolución de la imagen enfocada con el PSF.
